家蚕主要经济性状功能基因组与分子改良研究 - 图文(5)

研究内容 1．构建家蚕全基因组精细图谱，将家蚕微卫星分子标记连锁图与形态标记连锁图、物理图谱及其它分子标记进行整合； 2．分离克隆与性别、抗性、发育和丝蛋白合成等重要经济性状相关的功能基因并阐明这些经济性状的遗传机理； 3．利用蛋白质组学手段获取家蚕主要蛋白质的动态和整体的信息，探讨蛋白质与重要经济性状的关系； 4．通过建立和完善家蚕转基因及RNA干涉技术平台进行家蚕分子改良并最终创造新型遗传素材； 5．利用转基因技术探索建立以家蚕绢丝腺为载体的生物合成工厂模式以及家蚕功能基因组基础理论和技术在鳞翅目昆虫上的拓展应用； 6．研究小分子mRNA的剪接机制，对主要的小分子mRNA和小肽的功能进行初步分析。 1．建立完善的家蚕基因定位克隆平台和功能研究平台，定位克隆重要功能基因； 研究家蚕特有的蛹期特异基因功能； 2．进一步阐明重要经济性状相关的功能基因的遗传机理； 3．进一步充实家蚕蛋白质组数据库，研究重要组织器官的精细蛋白质图谱； 4．筛选得到的分子标记用于家蚕育种过程的辅助选择； 5．通过转基因技术筛选建立家蚕“永久蛹”遗传素材以及杂交一代雄蚕化遗传素材； 6．进一步建立和完善家蚕转基因及RNA干涉技术平台，创造新的遗传素材； 7．探讨主要鳞翅目昆虫转基因理论和技术。 预期目标 1．成家蚕基因组精细图谱的框架绘制及与其它图谱的整合； 2．完成所有180个关键侯选功能基因的表达图谱精细分析，获得完整的表达特征图谱； 3．完成22000个家蚕基因组芯片对家蚕主要生长发育时期、主要组织器官的扫描，建立覆盖家蚕全基因组95%左右功能基因的表达图谱； 4．鉴定1000个蛋白斑点序列，获得10个以上的特异蛋白质，初步建立家蚕蛋白质组数据库； 5．完成50个左右关键基因的RNA干涉实验； 6．获得与家蚕摄食性等突变性状相关的分子标记3～5个，初步获得家蚕抗病转基因遗传品系； 7．获得基因专利2～4个；在国内外核心刊物发表论文49～60篇，其中有重要影响的论文11～14篇。 1．将基因组序列的绝大部分定位在染色体（连锁群）上； 2．将DNV-z基因、发育突变系（蛹期延长和致死）基因和丝蛋白质合成突变（丝胶缺乏）基因等定位在整合的连锁图谱上，筛选出候选基因并进行功能分析； 3．构建比较完整的丝蛋白合成、抗微生物多肽合成、性别调控和激素和受体相互作用主干分子网络； 4．获得关键基因调节因子20个左右，详细研究10个调节基因的功能； 5．研究5个左右关键基因的人为调节初步方案和技术途径； 6．研究5个关键基因在主要资源中的多态性，分析其遗传进化机制； 7．获得7个以上组织器官的高丰度蛋白质组标准图谱； 8．质谱鉴定1000个以上的蛋白斑点序列，继续建立家蚕蛋白质组数据库； 9．获得50个以上的特异性蛋白质；鉴定出4个重要功能基因； 第 二 年 第 三 年 研究内容 预期目标 10．利用转基因和基因干涉技术，鉴定5个左右目标基因的功能； 11．初步了解外源基因在绢丝腺的时空表达规律，获得与茧丝产量、质量相关的分子标记3-5个； 12．进一步培育上一年获得的家蚕抗病转基因遗传品系； 13．初步获得适合在丝腺表达外源基因的转基因遗传素材； 14．初步筛选建立家蚕“永久蛹”遗传素材和杂交一代雄蚕化遗传素材； 15．获得基因专利3～4个；在国内外核心刊物发表论文49～60篇，其中有重要影响的论文11～14篇。 第 四 年 1．通过基因功能获得及RNAi技术，以及免疫组化方法对DNV-z基因，发育突变（蛹期延长和致死）基因和丝蛋白质合成突变（丝胶缺乏）基因进行功能研究，利用piggyBAC转座子获得转DNV-z基因家蚕 2．研究丝蛋白合成、微生物抗性、性别调控及激素和受体间相互作用的机理，确立关键调节基因和人为调控靶标基因，设计建立主要经济性状的分子改良理论和技术方案并通过转基因进行新型遗传素材创新探索。 3．进一步充实家蚕蛋白质组数库。 4．重点时期和组织比较蛋白质组学研究，分析与家蚕主要经济性状形成相关的关键基因产物，鉴定微量调控蛋白质。 5．分析重组IGF或EGF在丝腺中的表达水平及生物学活性，探索昆虫与植物的协同进化研究，克隆味觉、嗅觉、发育致死和Bt抗性等相关的功能基因，开展鳞翅目害虫转基因和遗传改良研究。 6．研究小分子RNA和小肽的基因表达特征及作用机制，研究病毒和家蚕相互作用关系，筛选鉴定病毒p74、gp64等受体基因。 1．初步阐明DNV-z抗浓核病毒的分子机理，获得稳定的转DNV-z基因蚕。 2．继续完善重要经济性状决定的主干网络，初步阐释重要经济性状形成的遗传基础，确立人为调节靶标基因，初步建立主要经济性状分子改良的理论和技术方案，创新2个新型遗传素材。 3．质谱鉴定1000个以上的蛋白斑点序列，建立家蚕丝腺、生殖腺、蚕蛹等在主要发育阶段蛋白质变化图谱，研究获得5个具有重要价值的新型微量调节蛋白质，完成10个具有重要价值的功能性蛋白的分析工作，获得10个关键功能基因的蛋白质变化和翻译后修饰加工信息。 4．利用转基因和RNA干涉技术，确定5个目标基因的功能，获得稳定的转基因蚕品系和分子标记辅助选择新种质。 5．确定重组IGF或EGF在丝腺中的表达水平以及生物学活性，建立重组IGF或EGF的纯化方法及家蚕生物工厂规模化生产的技术体系。 6．初步阐释昆虫与植物的协同进化的可能机制，分别克隆与味觉、嗅觉、发育致死和Bt抗性相关的1-2个基因，获得转鳞翅目昆虫素材1个。 7．明确小分子RNA和小肽在蛋白质稳定构象形成和运输分选中的功能，获得p74、gp64等受体基因并阐释病毒和家蚕相互 研究内容 预期目标 作用关系。 8．在国内外核心刊物发表论文63-76篇，其中有重要影响的论文17-20篇，申报专利4-6项。 第 五 年 1．评价转DNV-z基因家蚕的作用效果，优化能够适用于其他重要基因的家蚕转基因平台。 2．家蚕主要经济性状形成的遗传基础及与关键基因作用的网络分析，主要经济性状的分子改良和新型遗传素材创新研究。 3．研究蛋白质-蛋白质相互作用，建立以蛋白质组学研究技术为核心的家蚕基因功能研究技术体系。 4．口服重组IGF或EGF的开发，及致死基因和遗传不育基因导入害虫研究，家蚕抗病素材鉴定。 5．研究小分子RNA和小肽在家蚕生长发育和病原生物学的作用模式和可能的靶位点，继续完病毒与家蚕的相互作用分析。 1．获得适用于多种重要基因的家蚕转基因技术平台，进一步完善家蚕转基因技术体系。 2．进一步完善主要经济性状的遗传调控机理，确定10个关键基因在经济性状形成中的作用，建立比较完善的经济性状分子改良体系，获得6-9个新型遗传素材，培育新型蚕品种1-2对。 3．获得10个关键蛋白质时空变化、修饰加工与主要经济性状之间的相互关系，重点研究获得与家蚕性别、丝蛋白质合成和抗病性相关的关键蛋白质功能信息，以及蛋白质-蛋白质相互作用数据； 4．获得与发育有重要关系的关键小分子RNA和小肽3-5个，完成其调节的主要理论分析和技术路线设计，初步获得相关新型遗传素材1～2个。 5．建立丝腺器官大规模提取技术体系，成功研制重组药物产品1个，建立用家蚕生产宿主域拓宽的生物杀虫剂体系，初步建立利用致死基因和遗传不育的害虫防止方法。 6．出版专著4部，在国内外核心刊物发表论文49-58篇，其中有重要影响的论文11-14篇，申报专利7-9项。